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机械设计与制造工艺基础 内容提要 本书全面系统地介绍了现代机械设计与制造领域的核心理论、基础知识和实用技术。全书共分八大部分，涵盖了材料力学、工程制图、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、制造工艺基础、数控技术以及现代制造系统等关键内容。 第一部分：机械设计基础理论 材料力学基础： 深入剖析了材料在外力作用下的应力、应变关系，重点讲解了静力学分析、材料的强度、刚度、稳定性极限。内容包括拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本变形形式的计算，以及组合应力状态下的失效理论（如最大剪应力理论、最大形状变化应变能理论）。对疲劳强度和静力强度设计进行了详细阐述，并引入了断裂力学的基本概念。 工程制图与识图： 遵循国家标准和国际标准，系统讲解了正投影原理、视图的表达方法、尺寸注法、形位公差（GD&T）的应用。重点训练读者对复杂机械零件图和装配图的阅读、理解与绘制能力，是后续设计工作的基础。 机械原理与运动分析： 阐述了机构的组成、运动分析、速度和加速度分析方法。详细介绍了平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构（包括标准齿轮、变位齿轮、人字齿轮）、蜗轮蜗杆机构的结构特点、运动规律及设计计算。重点分析了机构的平稳性、速度波动以及机构的优化设计方法。 第二部分：机械零件设计 本部分是全书的核心，详细介绍了常用机械零件的设计、计算和结构选型。 连接件设计： 螺纹连接（静联接与动联接的强度校核）、键与销连接、花键连接的设计与选择。重点讨论了连接的预紧力对疲劳强度的影响。 轴与轴承： 轴的类型、结构设计、强度计算（静强度、疲劳强度、刚度校核）。滚动轴承和滑动轴承的选用原则、寿命计算和润滑、密封技术。 齿轮传动设计： 阐述了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆传动的设计步骤、强度计算（齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度）和几何精度要求。 联轴器、离合器与制动器： 各类弹性联轴器、刚性联轴器的结构原理和选择；摩擦式离合器和制动器的制动力矩计算、摩擦片材料的选择及结构设计。 弹性元件设计： 螺旋弹簧（拉伸、压缩、扭转）的材料选择、尺寸计算及疲劳寿命校核。 第三部分：制造工艺基础 本部分聚焦于机械零件的成形和加工方法，为实现设计意图提供工艺保障。 材料的成形工艺： 概述了铸造（砂型铸造、金属型铸造）、锻压（自由锻、模锻）、塑性加工（冲压、轧制、挤压）的原理、特点及应用范围。重点分析了铸、锻件的组织性能和残余应力问题。 切削加工基础： 阐述了车、铣、刨、磨等基本加工方法的原理、刀具几何参数、切削用量选择及表面质量控制。对切削过程中的力、热和振动进行了分析。 特种加工技术： 介绍了电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、激光加工、超声波加工等非传统加工方法的原理、适用材料和工艺精度。 表面工程技术： 涉及热处理（渗碳、氮化、淬火、回火）对零件表面硬度、耐磨性的影响；表面强化技术（喷丸、滚压）；以及各种表面涂层技术（镀层、热喷涂）。 第四部分：现代制造技术与系统 本部分面向未来的机械制造前沿，介绍数字化、自动化和集成化的制造模式。 数控（NC）技术与编程： 讲解了数控机床的基本结构、坐标系定义、常用指令（G代码和M代码）的编写与应用。重点介绍三轴加工的路径规划与后处理。 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）： 介绍三维建模技术（参数化、特征建模）、工程分析（有限元分析FEA在强度、模态分析中的应用）以及CAM软件生成刀具路径的流程。 先进制造系统： 概述了柔性制造系统（FMS）、自动化生产线和智能车间（智能工厂）的构成、调度策略和集成化管理。探讨了工业物联网（IIoT）在质量监控和设备预测性维护中的作用。 质量保证与检测技术： 介绍互换性原理、公差与配合的设计与选择。讲解测量学基础，包括精密测量仪器（如三坐标测量机CMM）和非接触式测量技术（如激光扫描）。 本书内容覆盖面广，理论深度适中，图文并茂，旨在培养工程技术人员扎实的机械设计、分析和制造工艺优化能力，为从事高端装备研发与制造提供坚实的理论基础和实践指导。
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